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目前,辐照交联、添加氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)及维生素E(Vitamin E,VE)已经被广泛应用于医用超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)关节材料的增强改性研究。辐照交联及添加GO可显著提高UHMWPE的力学性能与耐磨性,VE掺杂可提高UHMWPE的抗氧化性能。然而,在辐照过程中,VE的存在会降低UHMWPE材料的交联度,导致其力学性能及耐磨性的降低。因此,为了保持辐照交联UHMWPE材料良好的力学性能及耐磨性,并进一步提高其抗氧化性,本文采用热压成型的方法制备了GO/UHMWPE复合材料,并采用γ射线对样品进行辐照交联改性,最后将VE溶液扩散渗入基体表面并进行均质化处理。研究了VE扩散改性对辐照交联GO/UHMWPE复合材料结构、力学性能与生物摩擦学性能的影响,分析了VE在样品表面的扩散机理并建立了其扩散动力学方程,探讨了样品在模拟生物环境下的摩擦磨损机理。具体研究内容和主要结论如下:(1)通过VE溶液浸泡和均质化处理,研究了VE在不同UHMWPE复合材料中的扩散规律并推导了其扩散方程。研究结果表明:浸泡温度(80℃、100℃、120℃)及浸泡时间(2h、4h、8h、16h、32h)影响VE的扩散,最佳的浸泡温度及时间为120℃、32h;此条件下VE在UHMWPE中的扩散量为6%,扩散深度为280μm;辐照及添加GO阻碍了VE向UHMWPE基体内部的扩散;相同条件下VE在辐照交联GO/UHMWPE复合材料中的扩散量为0.5%,扩散深度为70μm。(2)通过DSC、凝胶含量、吸水率、接触角及加速老化实验研究了VE扩散改性处理对不同UHMWPE复合材料热学性能、凝胶含量、吸水率、接触角及表面能的影响。研究结果表明:经过VE扩散改性处理,UHMWPE的结晶度降低了2.3%,其他材料的熔点及结晶度无明显变化;VE扩散改性处理降低了辐照后不同材料的凝胶含量;同时VE扩散改性处理降低了材料的吸水率、润湿性及表面能;VE扩散改性处理增加了不同UHMWPE复合材料的抗氧化性能,降低了其氧化指数。(3)通过球压痕硬度、划痕、冲压剪切实验研究了VE扩散改性处理对不同UHMWPE复合材料力学性能的影响。研究结果表明:VE扩散改性处理降低了UHMWPE的球压痕硬度、抗划痕能力、破裂极限载荷与弹性模量,其他三种材料力学性能的变化与未在VE溶液中浸泡处理前保持一致。(4)利用摩擦磨损试验机研究了交叉剪切作用对VE扩散改性后不同UHMWPE复合材料生物摩擦学性能的影响。研究结果表明:VE扩散改性处理降低了不同UHMWPE复合材料的摩擦系数及磨损率,提高了其生物摩擦学性能。